「暗闇で光る」樹木に着想したりん光材料 (Phosphorescent material inspired by ‘glow in the dark’ wood)

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2021-08-23 英国・バース大学

・ バース大学および中国・東北林業大学が、木材の主要成分であるリグニンを使用したりん光材料を開発。
・ サステナブルな発光材料の新しい選択肢だけでなく、製紙産業が年間 600 兆トンを産出するリグニンの付加価値を高めた利用方法をも提供する。
・ 室温りん光(room-temperature phosphorescnence: RTP)材料は、紫外光等の短い波長のエネルギーを吸収して可視光を放出する。光の照射をオフにすると発光を停止する蛍光材料とは対照的なもの。
・ バスウッド(アメリカンホワイトウッド)が天然の微弱なリン光性を有し、セルロースの 3D マトリクスに閉じ込められたリグニンが数ミリ秒間光を放出することを発見。しかし、リグニン分子の振動や移動で光エネルギーの多くが失われてしまう。
・ そのため、3D ポリマーネットワーク内にリグニンを架橋することで約 1 秒間の発光を達成。ネットワークのキャビティーサイズとポリマーの乾燥時間を調整すれば、リン光の寿命を変えることができる。
・ 現行のリン光材料の多くは毒性や処理が煩雑である問題があるため、これらの制限を克服に向けて新しい材料の開発を目指した。改良の余地はあるものの、新リン光材料は、幅広いアプリケーションで利用できるより安定したサステナブルな生分解性の無毒性リン光材料としての可能性を示唆する。
・ 新リン光材料で織り糸を染色し、発光するテキスタイル製造の可能性を実証。高級テキスタイルやバッグ等の簡易判別や偽造防止をはじめ、医用画像やオプティカルセンシング等での利用が考えられる。
URL: https://www.bath.ac.uk/announcements/phosphorescent-material-inspired-by-glow-in-the-dark-wood/

<NEDO海外技術情報より>

(関連情報)

Cell Reports Physical Science 掲載論文(フルテキスト)
Sustainable afterglow materials from lignin inspired by wood phosphorescence
URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666386421002538?via%3Dihub

Summary

Sustainable organic afterglow room-temperature phosphorescence (RTP) is a particularly attractive phenomenon but remains difficult to achieve. Herein, inspired by the afterglow RTP of natural basswood, we prepare a series of sustainable afterglow RTP materials by confining lignin within a 3D poly(acrylic acid) network that mimics the wood matrix. The RTP emission of these materials could be finely tuned either by varying the drying temperature or the crosslinking density. Afterglow RTP emission could also be produced by embedding different types of lignin in a variety of 3D polymeric networks, thus demonstrating the generality of our strategy for preparing sustainable lignin-based RTP materials. As an illustration of potential applications, the lignin-based RTP materials are used to coat cotton fibers, which are then incorporated into luminescent textiles.

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0502有機化学製品
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